JP2011021920A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線減弱率が被検査物の正常部位と大差のない物質からなる異物でも、その混入を確実に検出することができ、しかも、検査に先立つ装置の設定作業が容易で、更にはこれらの機能を持つが故のコストの上昇を極力抑制したＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線エネルギが互いに異なる透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段２と、良品の被検査物もしくはそれと同等の物品を撮像して得られる複数のＸ線エネルギそれぞれの出力の相互の関係を記録しておく記録手段７を備えるとともに、被検査物の検査時にＸ線検出手段２による複数のＸ線エネルギの検出出力から、記録手段により記録した相互の関係からの乖離度より画像を形成する画像形成手段６を備え、その画像形成手段により形成された画像に基づいて異物の有無を判定する。画像形成手段６により形成された画像は、異物以外の被検査物の像はほぼ一様となるのに対し、異物の像は強調された状態となり、その画像形成手段により形成された画像に基づいて異物の有無を判定することで、課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査物にＸ線を照射して得られるＸ線透過像を用いて、被検査物に異物の混入等の有無を検査するＸ線検査装置に関し、特に、食品の検査に適したＸ線検査装置に関する。

食品をはじめとする各種製品に異物が混入していないか否か等を検査する装置として、被検査物にＸ線を照射し、その透過Ｘ線をＸ線検出器で検出して得られる被検査物のＸ線透過データを用いる、いわゆるＸ線検査装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この種のＸ線検査装置においては、通常、所定のＸ線エネルギ特性を持つ１種類のＸ線検出器を用いてＸ線透過データを得ている。すなわち、１つのＸ線エネルギ特性を持つ蛍光板をイメージセンサ上に配置した構造のＸ線検出器を用い、Ｘ線の透過強度にほぼ比例する蛍光をイメージセンサで受光し、受光光量分布を画像化して異物検査を行っている。

しかしながら、Ｘ線検出器に入射するＸ線強度、つまり被検査物のＸ線透過強度は、異物の存在によって小さくなるほか、被検査物の厚みが大きくなっても小さくなるため、Ｘ線透過強度の大小のみでは異物が存在するのか、被検査物の厚みが大であるのかを判別することはできない。

ここで、例えば肉類などの食品の検査にあっては、金属やガラス、石などの異物の場合、被検査物である食品に対してＸ線の減弱率が大きいので、被検査物が厚くなっても異物は十分に暗く映るので、このような異物は上記した１つのＸ線エネルギ特性を持つ蛍光板を有するＸ線検出器を用いた装置でも十分に検査することができる。しかし、近年の食品のクレームでは、骨や貝殻、樹脂など、Ｘ線の減弱率が被検査物の正常部位と大差のない物質が異物として混入しているというものも問題となっており、このような異物を検査する装置が望まれている。

このような要望に対処するため、従来、２種の互いに異なるＸ線エネルギで被検査物の透過Ｘ線データを採取して、被検査物の厚さの影響を受けることなく、異物の有無を判別できるようにした装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

すなわち、この提案技術においては、被検査物の透過Ｘ線データを採取するとともに、各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線強度と基準物質（被検査物）の厚さとの関係をあらかじめ測定して記憶しておき、その記憶内容を用いて、実際の検査時における各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線データをそれぞれ基準物質の厚さに変換し、両者を比較する。被検査物が基準物質のみからなる場合には、各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線データの厚さへの変換結果は同じとなるのに対し、異物が存在する場合には、各Ｘ線エネルギの厚さへの変換結果は両者で異なる値となる。このことを利用し、各Ｘ線エネルギの厚さへの変換結果の比較により、異物の有無を検査することを可能としている。

また、この提案技術においては、２種の互いに異なるＸ線エネルギの透過Ｘ線データを取得する方法として、単一のＸ線源と、２つのエネルギ特性の異なるＸ線検出器（ラインセンサ）を用いる方法と、Ｘ線エネルギが異なる２つのＸ線源を設けて、１つのＸ線検出器で検出する方法とが挙げられている。

特開２００８−１６４４０６号公報 特開平１０−３１８９４３号公報

ところで、前記した特許文献２に記載されている提案技術においては、２種の互いに異なるＸ線エネルギの透過Ｘ線データのそれぞれについて、被検査物を構成する物質である基準物質の厚さとの関係をあらかじめ求めておく必要があり、その設定作業が煩雑であるばかりでなく、それぞれのＸ線エネルギの透過Ｘ線データと厚さとの関係をそれぞれに正確に求めることは容易ではない。

また、２種の互いに異なるＸ線エネルギの透過Ｘ線データを採取するために、２つのエネルギ特性の異なるＸ線検出器（ラインセンサ）を設けるか、あるいはＸ線エネルギが異なる２つのＸ線源を設ける必要があり、装置のコストアップに繋がるという問題もある。

本発明はこのような実情に鑑みてなさたもので、Ｘ線減弱率が被検査物の正常部位と大差のない物質、例えば各種肉類中の骨や貝殻、あるいは樹脂等、の混入を確実に検出することができ、しかも検査に先立つ装置の設定作業が容易なＸ線検査装置の提供をその第１の課題としている。

また、本発明の第２の課題は、Ｘ線エネルギの異なる複数の透過Ｘ線データを用いた検査でありながら、装置のコストを殆ど上昇させることのないＸ線検査装置を提供することにある。

上記の第１の課題を解決するため、請求項１に係る発明のＸ線検査装置は、被検査物にＸ線を照射して得られる透過Ｘ線データを用いて、被検査物内の異物の有無を検査するＸ線検査装置において、Ｘ線エネルギが互いに異なる複数の透過Ｘ線データを検出するＸ線検出手段を備えるとともに、良品の被検査物もしくはそれと同等の物品を当該Ｘ線検査装置で撮像し、上記Ｘ線検出手段による複数のＸ線エネルギそれぞれの出力の相互の関係を記録しておく記録手段と、被検査物の検査時に上記複数のＸ線エネルギの検出出力から、上記記録手段により記録した相互の関係からの乖離度より画像を形成する画像形成手段を備え、その画像形成手段により形成された画像に基づいて異物の有無を判定することによって特徴づけられる。

ここで、請求項１に係る発明においては、上記記録手段による複数のＸ線エネルギの検出出力の相互の関係が、関数で記録される構成（請求項２）を好適に採用することができる。

一方、前記した第２の課題を解決するため、請求項３に係る発明のＸ線検査装置は、被検査物にＸ線を照射して得られる透過Ｘ線データを用いて、被検査物内の異物の有無を検査するＸ線検査装置において、Ｘ線エネルギが互いに異なる複数の透過Ｘ線データを検出するＸ線検出手段を備え、そのＸ線検出手段は、互いに異なる複数のＸ線エネルギ特性を有する画素を順に配置したＸ線ラインセンサであることによって特徴づけられる。

そして、この請求項３に係る発明における具体的構成として、上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された蛍光板からなり、その蛍光板は、１画素ごとに厚さが異なる複数厚さからなるパターンが画素の配列方向に繰り返し設けられている構成（請求項４）を採用することができる。

また、請求項３に係る発明の他の具体的構成として、上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された単一のＸ線エネルギ特性を有する蛍光板と、その蛍光板の表面に配置され、１画素ごとにＸ線入射方向に貫通する孔が形成されたＸ線フィルタとからなる構成（請求項５）を採用することもできる。

請求項３に係る発明の更に他の具体的構成として、上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された単一のＸ線エネルギ特性を有する蛍光板と、その蛍光板の表面に配置され、１画素ごとに厚さが異なるＸ線フィルタからなる構成（請求項６）を採用することができる。

請求項１に係る発明は、例えば肉など、良品の被検査物もしくはそれと同等の物品に対しては、互いに異なるＸ線エネルギの透過Ｘ線強度はほぼ比例関係にあるのに対し（例えば図５参照）、異物である骨や貝殻、樹脂等の、基準物質とは異なる材質では、上記の比例関係とは異なる関係、つまり各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線強度は上記の比例関係から逸脱した関係となる（例えば図６参照）ことを利用したものである。

すなわち、実際の検査に先立ち、良品の被検査物もしくはそれと同等の物品をＸ線検査装置で撮影して、互いに異なるＸ線エネルギの透過Ｘ線データ相互の関係をあらかじめ記録しておき、実際の検査時において、複数のＸ線エネルギの検出出力から、記録手段に記録した相互の関係からの乖離度より画像を形成する。このようにして形成された画像は、異物があればその像は強調化された画像となる。

そして、複数の異なるＸ線エネルギの基準物質の透過Ｘ線データの相互の関係は、被検査物（異物のない良品）もしくはそれと同材質の物品を撮影してその透過Ｘ線データを採取し、各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線データについて、同じ部位のデータどうしを比較し、例えば関係式やテーブルを作成することによって簡単に行うことができる。

請求項３に係る発明は、複数のＸ線エネルギの透過Ｘ線データを得るためのＸ線検出手段として、Ｘ線エネルギごとにＸ線検出器（ラインセンサ）を設けるのではなく、１つのラインセンサを設け、その各画素の配列を、互いに異なる複数のＸ線エネルギ特性を有するものを順に配置した構成、すなわち、例えば２種のＸ線エネルギの透過Ｘ線データを採取する場合には、高Ｘ線エネルギ特性を持つ画素と、低Ｘ線エネルギ特性を持つ画素とを交互に配置した構成とする。

このようなＸ線エネルギ特性が異なる画素を順に配置する具体的構成としては、請求項４に係る発明のように、１画素ごとに厚さが異なる複数厚さからなるパターンを画素の配列方向に繰り返し設ける構成（請求項４）、あるいは請求項５に係る発明のように、１次元のイメージセンサアレイの光入射面に単一のＸ線エネルギ特性を持つ蛍光板を配置し、その蛍光板の表面に１画素ごとにＸ線入射方向に貫通するフィルタを配置したものを用いる構成、更には請求項６に係る発明のように、同じく１次元のイメージセンサアレイの光入射面に単一のＸ線エネルギ特性を持つ蛍光板を配置し、その表面に１画素ごとに厚さが異なるＸ線フィルタを配置した構成を採用することができ、Ｘ線エネルギごとにラインセンサを設ける場合に比してコストアップを抑制することができる。

ここで、以上のような例えば１画素ごとに高Ｘ線エネルギ特性と低Ｘ線エネルギ特性の画素を交互に配置すると、得られる高Ｘ線エネルギの透視像と低Ｘ線エネルギの透視像とは１画素分だけずれた状態となるが、異物検査としての用途としては実用上全く問題はない。

請求項１に係る発明によると、被検査物を構成する基準物質を透過する各Ｘ線エネルギの強度の関係をあらかじめ記憶しておくだけで、Ｘ線減弱率が基準物質と殆ど変わらない異物、例えば肉類中の骨や貝殻、樹脂等についても、強調された画像として浮かび上がらせることができ、このような異物の有無を確実に判定することができる。

しかも、各Ｘ線エネルギの透過Ｘ線データの相互の関係は、例えば正常な１個もしくは数個の被検査物の透過Ｘ線データを採取するだけで簡単に得ることができ、特に請求項２に係る発明のようにその関係を演算する機能を持たせると、検査に先立つ設定作業が極めて容易となり、実現性の高い装置が得られる。

更に、Ｘ線エネルギの相違する各透過Ｘ線データを用いて１つの画像として判定に供するので、その判定には単一エネルギ特性の透過Ｘ線データを用いる従来のＸ線透視画像を用いた判定と全く同じ画像処理機能をそのまま使うことができる。

請求項３に係る発明によると、Ｘ線エネルギの互いに異なる透過Ｘ線データを用いた検査でありながら、１つのＸ線ラインセンサを用いるだけでよく、複数のＸ線エネルギの透過Ｘ線データを採取するが故のコストアップを抑制することができる。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 本発明の実施の形態で用いるＸ線発生装置の出力Ｘ線のエネルギ分布を示すグラフである。 本発明の実施の形態で用いるＸ線ラインセンサの構造の模式的説明図である。 本発明の実施の形態におけるディテクタ２ａと２ｂの感度特性の例を示すグラフである。 被検査物（基準物質）を透過したＸ線を検出したときの高エネルギ特性のディテクタと低エネルギ特性のディテクタの出力レベルの関係の例を示すグラフである。 異物が混入している被検査物を透過したＸ線を検出したときの高エネルギ特性のディテクタと低エネルギ特性のディテクタの出力レベルの関係の例を示すグラフである。 高エネルギ特性のディテクタで検出した透過Ｘ線データに基づく透視像ｉｍｇ１と、低エネルギ特性のディテクタで検出した透過Ｘ線データに基づく透視像ｉｍｇ２の例と、これらを用いて形成した異物度画像ＩＭＧの例を示す図である。 本発明の他の実施の形態のＸ線ラインセンサの構造の模式的説明図である。 本発明の更に他の実施の形態のＸ線ラインセンサの構造の模式的説明図である。

１ Ｘ線発生装置
２ Ｘ線ラインセンサ
２１ １次元イメージセンサアレイ
２２ 蛍光板
２２ａ 蛍光板の厚い部分
２２ｂ 蛍光板の薄い部分
３ コンベア
４ 光電センサ
５ａ，５ｂ データメモリ
６ 異物度画像形成部
７ 関係記録部
８ 画像メモリ
９ モニタ兼操作部
１０ 判定部
１１ 関係演算部
１２ 制御部
１３ 搬送駆動回路

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１に構成図を示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線ラインセンサ２とが対向配置され、これらの間に、被検査物Ｗを搬送するためのコンベア３が配置されている。Ｘ線発生装置１は、スリット等を介することによりファンビーム状のＸ線を出力し、Ｘ線ラインセンサ２はそのファンビーム状のＸ線の広がり方向に複数の素子が並ぶように配置されている。図１ではＸ線ラインセンサ２の各素子は紙面に垂直な方向に並んでいる。被検査物Ｗはコンベア３によってファンビーム状のＸ線の広がり方向に対して直交する方向に一定の速度で搬送される。

Ｘ線発生装置１とＸ線ラインセンサ２の対に対し、コンベア３の被検査物Ｗの搬送方向上流側には光電センサ４が配置されており、この光電センサ４の出力によって被検査物Ｗの到来を検知する。

ここで、一般的な単一のＸ線エネルギを用いたＸ線検査装置においては、光電センサ４の出力を起点としてＸ線ラインセンサ２から出力されている１次元の透過Ｘ線データ（線量分布）を時間順に並べることによって被検査物Ｗを含むＸ線透過像を構築して異物の有無の判定に供するのであるが、この実施の形態においては、以下に示すように高低２種のＸ線エネルギの透過Ｘ線データを採取し、その高低２種の透過Ｘ線データを用いて１つのＸ線透過像を構築し、異物の有無の判定に供する。

すなわち、Ｘ線発生装置１は、単一のＸ線エネルギを用いた装置と同様に、図２のエネルギ分布を表すグラフに示すように、広いエネルギ帯域のいわゆる白色のＸ線を発生している。

一方、Ｘ線ラインセンサ２は、図３に模式的に示すように、１次元のイメージセンサアレイ２１の光入射面に、蛍光部２２を配置した構造を持ち、蛍光部２２は、蛍光材質が厚い部分２２ａと薄い部分２２ｂとが１画素置きに位置した構造となっている。なお、図３では１次元のイメージセンサアレイ２１と蛍光部２２とを分離させて示しているが、実際にはイメージセンサアレイ２１の光入射面に蛍光部２２が貼り付けられた構造となっている。

この構造のＸ線ラインセンサ２において、蛍光部２２の厚い部分２２ａが高エネルギＸ線の感度が高い部分、薄い部分２２ｂが低エネルギＸ線の感度が高い部分となる。すなわち、高エネルギのＸ線は蛍光物質の深い部分で蛍光発光する。また、低エネルギのＸ線は蛍光物質の浅い部分で蛍光発光する。そして、蛍光物質は一般に光透過率があまりよくないので、イメージセンサアレイ２１の受光面から遠い箇所で発生した蛍光はイメージセンサアレイ２１の各画素の受光面に届くまでに減衰する。よって蛍光部２２の厚い部分２２ａでは高エネルギＸ線の感度が高く、蛍光部２２の薄い部分２２ｂでは低エネルギＸ線の感度が高くなる。

従って、本発明の実施の形態におけるＸ線ラインセンサ２は、イメージセンサアレイ２１の０〜Ｎ−１チャンネルの出力のうち、０，２，４・・チャンネル（以下、偶数チャンネルと称する）が高エネルギＸ線に対して高感度となり、１，３，５・・チャンネル（以下、奇数チャンネルと称する）が低エネルギＸ線に対して高感度となる。Ｘ線ラインセンサ２の各画素のうち、高エネルギＸ線に対して高感度の偶数チャンネルの集合を便宜上ディテクタ２ａ、低エネルギＸ線に対して高感度の奇数チャンネルの集合をディテクタ２ｂと称すると、ディテクタ２ａおよびディテクタ２ｂの感度特性は図４に示す通りとなる。

さて、Ｘ線ラインセンサ２の出力は、前記した光電センサ４による被検査物Ｗの検知を起点として、偶数チャンネルのディテクタ２ａと、奇数チャンネルのディテクタ２ｂの各データが、それぞれに個別に対応するデータメモリ５ａおよび５ｂに記憶される。従って、データメモリ５ａには高エネルギＸ線による検査対象物ＷのＸ線透視像データが、データメモリ５ｂには低エネルギＸ線による検査対象物ＷのＸ線透視像データが記憶されることになる。

データメモリ５ａおよび５ｂに記憶された各透過Ｘ線データは、異物度画像形成部６による後述する演算のもとに１つの画像（これを異物度画像と称する）の形成に供される。この異物度画像形成部６による演算には、ディテクタ２ａとディテクタ２ｂの透過Ｘ線の検出データの相互の関係を記録する関係記録部７の内容が用いられる。

異物度画像形成部６により形成された異物度画像は、画像メモリ８に取り込まれ、モニタ兼操作部９に表示されるとともに、判定部１０による判定に供される。この判定部１０による判定は特に限定されないが、一般的な単一Ｘ線エネルギを用いた従来のＸ線検査装置と同等の公知の手法、例えばしきい値を用いた判定を採用することができる。この判定部１０による判定結果は判定信号として出力され、例えばコンベア３の下流側に設けられる振り分け機構（図示略）等に送られ、異物有りと判定されたものが排除される。

前記した関係記録部７に記録されるディテクタ２ａとディテクタ２ｂの透過Ｘ線の検出データの相互の関係は、後述するように実際の検査に先立って関係演算部１１により算出される。

上記したデータメモリ５ａ，５ｂ、異物度画像形成部６、関係記録部７、画像メモリ８、判定部１０、関係演算部１１は制御部１２の制御下に置かれており、判定部１０による判定のためのしきい値の設定や、あるいは関係演算部１１による演算の実行指令等は、モニタ兼操作部９の操作により行うことができる。また、コンベア３を駆動する搬送駆動回路１３についても、制御部１２の制御下に置かれている。ここで、データメモリ５ａおよび５ｂ、異物度画像形成部６、関係記録部７、画像メモリ８、判定部１０、関係演算部１１、および制御部１２は、実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され、インストールされたプログラムに基づく機能を実現するのであるが、図１では説明の便宜上、機能ごとのブロックで表している。

次に、関係記録部７に記録されるディテクタ２ａとディテクタ２ｂの透過Ｘ線の検出データの相互の関係と、その求め方について詳述する。

実際の検査に先立ち、異物の混入のない適当な被検査物をコンベア３に流し、その透過Ｘ線データを採取する。このデータ採取により、Ｘ線ラインセンサ２の高エネルギＸ線に高い感度を有するディテクタ２ａと、低エネルギＸ線に高い感度を有するディテクタ２ｂの双方によるＸ線透視像を構築することのできる透過Ｘ線データが、それぞれデータメモリ５ａと５ｂに格納される。そして、この各Ｘ線透視像の同じ位置の画素の出力レベルを比較し、その関係を求める。具体的には、Ｘ線ラインセンサ２の互いに隣接する偶数と奇数のチャンネルの出力、つまりチャンネル０と１、チャンネル２と３、チャンネル４と５・・の同時刻の出力を比較する。例えば横軸にディテクタ２ａの出力レベルを、縦軸にディテクタ２ｂの出力レベルをプロットすると、図５に例示するようなグラフが得られる。異物の混入していない被検査物の透過Ｘ線データは、被検査物のＸ線透過方向への厚みが厚い箇所ではディテクタ２ａ，２ｂとも出力レベルが低く、同方向への厚みが薄い箇所ではディテクタ２ａ、２ｂとも出力レベルが高くなる。被検査物が均質であれば、図５のグラフはほぼ直線に沿ったものとなる。

関係演算部１１は、以上のようにして得られるディテクタ２ａと２ｂの出力レベルの関係から、その関係を表す関数Ｇを求める。ここで、このディテクタ２ａと２ｂの出力レベルの関係は、被検査物の種類によってはプロットが直線に乗らない場合もある。このような場合には、ディテクタ２ａの出力レベルが同一となる複数の箇所において、対応する各位置でのディテクタ２ｂの出力レベルの平均値を用いて、関数Ｇを算出する等の対応を採ることができる。

ここで、以上のようにして得られる関係は、厳密にはＸ線ラインセンサ２の画素の配列方向に１画素分だけずれた位置での透過Ｘ線データどうしの関係であるが、このずれは画素ピッチと被検査物の大きさとの関係に照らして無視し得る程度である。

更に、ディテクタ２ａと２ｂの出力レベルの関係を広い範囲で求めるために、標準的な厚さの被検査物のほかに、比較的厚いものや比較的薄いものを併せて、数個ほど流して得た透過Ｘ線データを用いて関数Ｇを求めてもよく、また、被検査物そのもののほかに、被検査物と同じ材質の物品を流してもよい。

ちなみに、被検査物に異物が混入している場合、上記と同様にディテクタ２ａと２ｂでその透過Ｘ線データを採取し、これら両者の出力レベルの関係を求めると、図６に例示する通りとなる。すなわち、異物と正常な被検査物は、低エネルギでの減弱率に大きな差があり、ディテクタ２ａの出力レベルに対してディテクタ２ｂの出力レベルが大きく低減し、図５に示した線上からずれた位置にプロットされる。

さて、異物の混入のない被検査物の透過Ｘ線データを用いて、以上の手法によって得られたディテクタ２ａと２ｂの出力レベル相互の関係は関係記録部７に記録される。そして、その記録を完了した後、実際の検査作業が行われる。実際の検査作業においては、被検査物Ｗをコンベア３に順次供給してＸ線発生装置１とＸ線ラインセンサ２の間を通過させることにより、ディテクタ２ａと２ｂで検出されてデータメモリ５ａと５ｂにそれぞれ取り込まれた各透過Ｘ線データから、関係記録部７に記録されている前記した関数Ｇを用いて、以下の式により１つの異物度画像を形成する。

すなわち、ディテクタ２ａの透過Ｘ線データを用いた画像をｉｍｇ１、ディテクタ２ｂの透過Ｘ線データを用いた画像をｉｍｇ２とすると、異物度画像ＩＭＧは、
ＩＭＧ＝α｛Ｇ（ｉｍｇ１）−ｉｍｇ２｝＋β ・・（１）

この（１）式においてαおよびβは適宜に設定される定数であり、結局、（１）式で得られる異物度画像は、良品の、つまり異物の混入のない被検査物に関するディテクタ２ａと２ｂの出力レベル相互の関係でこれら両者の透過Ｘ線データに基づく透視画像に重みを付して、相互に減算した画素値で構築された画像である。より具体的には、異物度画像ＩＭＧを構成する各画素の輝度値は、Ｘ線ラインセンサ２のチャンネル０と１、２と４・・の同時刻における輝度値を、関数Ｇと定数α、βを用いた重み付け減算して得られる輝度値となる。

ｉｍｇ１およびｉｍｇ２およびＩＭＧの画像の例を図７に示す。高エネルギＸ線に感度の高いディテクタ２ａにより検出された透過Ｘ線データを用いた透視像ｉｍｇ１と、低エネルギＸ線に感度の高いディテクタ２ｂにより検出された透過Ｘ線データを用いた透視像ｉｍｇ２とから、上記した（１）式の演算のもとに１つの異物度画像を形成すると、被検査物の異物のない部位（基準物質の部位）の像Ｍは、その厚さに関わらずほぼ一様な輝度値となるのに対し、異物の存在する部位の像Ｓは、像Ｍにおける輝度値とは異なる輝度値となり、異物の存在する部位の像Ｓは強調された状態となる。

すなわち、異物の存在しない被検査物を透過したＸ線のディテクタ２ａと２ｂによる検出結果の相互の関係から、異物を透過したＸ線のディテクタ２ａと２ｂによる検出結果は乖離したものとなり、結局、ＩＭＧの画像は、その乖離の度合いに応じて、像Ｓの輝度値が輝度値が像Ｍの輝度値と相違する画像となる。そして、このような乖離度に基づく画像においては異物の存在が明確となることから、異物度画像と称することができる。

このような異物度画像を、従来と同様のしきい値等を用いた判定部１０で判定することにより、骨や貝殻、樹脂といった異物でも確実にその存在の有無を判定することが可能となる。

ここで、以上の実施の形態においては、高低２種類のエネルギの透過Ｘ線データを用いた例を示したが、３種類以上のエネルギのＸ線を用いても同等の効果を奏することができる。すなわち、例えば高、中、低の３種類のエネルギ特性を持つディテクタでそれぞれ被検査物の透過Ｘ線を検出し、例えば低エネルギＸ線に高い感度を有するディテクタの出力レベルを基準とし、基準物質を透過したＸ線の中エネルギＸ線に高い感度を有するディテクタ並びに高エネルギＸ線に高い感度を有するディテクタの出力レベルの関係をそれぞれ記憶しておき、その各関係を用いた重みを付して、低エネルギＸ線による透視画像に対する中エネルギＸ線による透視画像、および高エネルギＸ線による透視画像の差をそれぞれ求めた画像を形成し、その２つの画像を加算する等によって１つの異物度画像を形成することによっても、異物の像を強調した画像を形成することができる。

次に、高エネルギＸ線と低エネルギＸ線を１本のＸ線ラインセンサで検出する他の例について説明する。図８に模式的に示す例は、先の例と同様の１次元のイメージセンサアレイ２１の光入射面に、一様な蛍光部２３を配置するとともに、その蛍光部２３の表面にＸ線フィルタ２４を配置し、そのＸ線フィルタ２４には、１画素おきに孔２４ａを開けている。Ｘ線フィルタ２４の材質としてはアルミ、樹脂などを用いる。Ｘ線フィルタ２４のある画素はＸ線フィルタによって低エネルギＸ線がカットされるので、相対的に高エネルギＸ線感度が高くなり、孔の空いた部分ではそのカットが行われないため、低エネルギＸ線感度が高くなって、先の例と同様に１本のＸ線ラインセンサで高エネルギＸ線と低エネルギＸ線の検出を可能とする。

図９に模式的に示す例は、同じく１次元のイメージセンサアレイ２１の光入射面に、一様な蛍光部２３を配置するとともに、その蛍光部２３の表面にＸ線フィルタ２５を配置し、そのＸ線フィルタ２５は、フィルタ材質が厚い部分２５ａと薄い部分２５ｂとが１画素おきに形成された構造となっている。このような構造でも、フィルタ材質が厚い部分２５ａは薄い部分２５ｂに比して高エネルギＸ線の感度が高くなり、上記と同様の作用を奏することができる。

前記した図３に示したＸ線ラインセンサおよび図９に示したＸ線ラインセンサにおいて、蛍光体の厚さを３種類としたり、フィルタの厚さを３種類とすることにより、３種類のエネルギ特性を有するＸ線ラインセンサが得られ、同様に４種類以上のエネルギ特性を持つＸ線ラインセンサを構築することもできる。

Claims (6)

1. 被検査物にＸ線を照射して得られる透過Ｘ線データを用いて、被検査物内の異物の有無を検査するＸ線検査装置において、
   Ｘ線エネルギが互いに異なる複数の透過Ｘ線データを検出するＸ線検出手段を備えるとともに、良品の被検査物もしくはそれと同等の物品を当該Ｘ線検査装置で撮像し、上記Ｘ線検出手段による複数のＸ線エネルギそれぞれの出力の相互の関係を記録しておく記録手段と、被検査物の検査時に上記複数のＸ線エネルギの検出出力から、上記記録手段により記録した相互の関係からの乖離度より画像を形成する画像形成手段を備え、その画像形成手段により形成された画像に基づいて異物の有無を判定することを特徴とするＸ線検査装置。
2. 上記記録手段による複数のＸ線エネルギの検出出力の相互の関係が、関数で記録されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 被検査物にＸ線を照射して得られる透過Ｘ線データを用いて、被検査物内の異物の有無を検査するＸ線検査装置において、
   Ｘ線エネルギが互いに異なる複数の透過Ｘ線データを検出するＸ線検出手段を備え、そのＸ線検出手段は、互いに異なる複数のＸ線エネルギ特性を有する画素を順に配置したＸ線ラインセンサであることを特徴とするＸ線検査装置。
4. 上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された蛍光板からなり、その蛍光板は、１画素ごとに厚さが異なる複数厚さからなるパターンが画素の配列方向に繰り返し設けられていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線検査装置。
5. 上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された単一のＸ線エネルギ特性を有する蛍光板と、その蛍光板の表面に配置され、１画素ごとにＸ線入射方向に貫通する孔が形成されたＸ線フィルタとからなることを特徴とする請求項３に記載のＸ線検査装置。
6. 上記Ｘ線ラインセンサは、複数の画素が１次元状に配列されたイメージセンサアレイと、そのイメージセンサアレイの光入射面に配置された単一のＸ線エネルギ特性を有する蛍光板と、その蛍光板の表面に配置され、１画素ごとに厚さが異なる複数厚さからなるパターンが画素の配列方向に繰り返し設けられたＸ線フィルタからなることを特徴とする請求項３に記載のＸ線検査装置。